Les modèles atomiques

La matière vue par le Grecs

Au cours de l'Antiquité grecque, deux modèles décrivant la structure de la matière se sont opposés.

Démocrite (v. 460 – v. 370 av. J.-C.) pensait que la matière était constituée d'atomes, de petites particules indivisibles (le mot atome vient d'ailleurs du mot grec atomos qui signifie insécable), infiniment petites et séparées par du vide. C'est la théorie atomiste. D'après le modèle de Démocrite, les atomes sont tous identiques. Ce qui distingue une substance d'une autre est l'arrangement des atomes.

Aristote (384 – 322 av. J.-C.) croyait que la matière était continue, qu'elle ne comportait aucun vide. C'est la théorie de la continuité. Aristote croyait que la théorie présentée par Démocrite était fausse parce qu'elle impliquait que l'âme humaine était formée en partie de vide. Cette théorie domina la pensée scientifique jusqu'au 18e siècle à cause de l'omniprésence de la religion à cette époque.

La matière vue par John Dalton

Après être pratiquement tombée dans l'oubli pendant près de 2000 ans, la théorie atomiste a refait surface au cours du 18e siècle grâce aux travaux du chimiste anglais John Dalton (1766 – 1844). Dalton travaillait sur la solubilité des gaz dans l'eau lorsqu'il proposa son modèle atomiste de la matière. D'après Dalton, l'eau était constituée d'atomes séparés par des espaces vides dans lesquels les atomes de gaz pouvaient se glisser.

La théorie de Dalton se distingue cependant de celle de Démocrite sur un point. En effet, Dalton proposa que les atomes de divers éléments sont différents. Il expliqua aussi les réactions chimiques comme étant des réarrangements des atomes en nouveaux composés. À cause de sa théorie, Dalton est souvent appelé le père de la théorie atomique.

Modèle de Rutherford-Bohr simplifié

Ce modèle atomique, souvent appelé le modèle planétaire, représente l'atome comme étant formé d'un noyau très petit de charge positive autour duquel des électrons, de charge négative, tournent. L'atome est donc constitué essentiellement de vide.

Le noyau

Le noyau de l'atome est constitué de protons, des particules de charge positive, et de neutrons, des particules électriquement neutres. Les protons et les neutrons, qui forment ensemble la famille des nucléons, sont de même masse, ils se distinguent donc uniquement par leur charge électrique.

Le numéro atomique Z représente le nombre de protons contenus dans le noyau atomique. Chaque élément a un numéro atomique qui lui est propre. Les atomes de différents éléments peuvent donc être identifiés par le nombre de protons que comporte leur noyau.

La masse atomique A représente le nombre de nucléons contenus dans un noyau atomique. Si le noyau compte N neutrons et Z protons, sa masse atomique est donc :

A = N + Z

Le noyau atomique a été découvert par Ernest Rutherford.

Le cortège électronique

Les électrons d'un atome tournent autour du noyau selon des orbites bien définies. Un atome neutre compte toujours autant d'électrons dans son cortège électronique que de protons dans son noyau.

Le comportement des électrons dans l'atome a été expliqué par Niels Bohr.

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